双功能可穿戴的水凝光纤用于监测姿势和汗水pH值
Zhihui Zhang1, Kerui Li1, Yaogang Li2
1State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials, College of Materials Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, P. R. China.
ACS sensors
|June 18, 2024
概括
嵌入在水凝中的新型可穿戴光纤传感器可以同时监测身体姿势和化学汗水pH. 这一突破克服了持续健康跟踪传统电子和光学方法的局限性.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光电学是指光电子产品.
背景情况:
- 可穿戴设备对于人类健康监测至关重要,通常使用光学和电子设备.
- 电子传感器面临着电磁干扰的问题.
- 现有的光纤传感器功能有限,无法同时检测物理和化学信号.
研究的目的:
- 开发一种可穿戴,嵌入式不对称的彩色屏蔽光纤传感器.
- 使用单一设备,同时检测物理 (姿势) 和化学 (汗水pH) 信号.
- 克服传统健康监测技术的局限性.
主要方法:
- 使用成型技术制造基于水凝的彩色屏蔽光纤传感器.
- 使用总内部反射原理来进行传感.
- 采用光线曲导致的光线路径变化用于姿势检测.
- 利用罗达胺B的光强度变化来感知汗水pH值.
主要成果:
- 传感器实现了同时检测物理和化学信号.
- 证明了单个和多个曲点 (0-90°范围) 的准确识别.
- 实现了高线性回归系数 (R2=0.993) 的汗水pH传感与低检测极限 (0.02mm-1).
- 显示出出色的生物相容性和光传播特性 (-0.6 dB·cm−1).
结论:
- 开发的光纤传感器为综合物理和化学健康监测提供了一个多功能平台.
- 它的生物相容性和高性能使其适用于先进的可穿戴健康应用.
- 这项技术代表了非侵入性,持续的生理监测的重大进步.
